Кіріспе

Синтетикалық каучук; изобутилен мен изопреннің сополимері. Бутил каучугі, кейде жай ғана "бутил" деп аталады, – изобутилен мен изопреннің сополимері болып табылатын синтетикалық каучук. IIR аббревиатурасы – изобутилен-изопрен каучугін білдіреді. Полиизобутилен, сондай-ақ "PIB" немесе полиизобутен деп белгілі, (C4H8)n – изобутиленнің, немесе 2-метил-1 пропеннің гомополимері, және бутил каучугі осы гомополимер негісінде жасалады. Бутил каучугі шамамен 98% изобутиленді және шамамен 2% изопренді полимерлеу арқылы өндіріледі. Құрылымы тұрғысынан полиизобутилен полипропиленге ұқсас, бірақ әрбір екінші көміртек атомында бір емес, екі метил тобы орналасқан. Полиизобутилен – түссізден ақшыл сарыға дейінгі түсті, вискоэластикалық материал. Ол әдетте иіссіз және дәмсіз болады, бірақ еңшеу иісі сезілуі мүмкін.

Тарих

Изобутилен 1825 жылы Майкл Фарадей ашқан. Полиизобутилен (PIB) алғаш рет 1931 жылы IG Farben компаниясының BASF бөлімшесімен, борон трифториді катализаторын қолданып, төмен температурада өндірілді және «de» сауда таңбасымен сатылды. PIB бүгінгі күнге дейін BASF үшін маңызды бизнес болып табылады. Кейіннен 1937 жылы Уильям Дж. Спаркс және Роберт М. Томас зерттеушілер Нью-Джерси штатының Линден қаласындағы Standard Oil зертханасында оны бутил каучугіне айналдырды. Бүгінде бутил каучугінің әлемдік көлеміндегі басым бөлігін екі компания өндіреді: ExxonMobil (Standard Oil компаниясының ұрпақтарының бірі) және 1942 жылы Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде шетелден келетін тауарлардың жеткізілімі тоқтатылғаннан кейін жасанды каучук өндіру үшін құрылған Канаданың мемлекеттік компаниясы Polymer Corporation. 1976 жылы ол Polysar деп қайта аталды, ал каучук компоненті еншілес компания – Polysar Rubber Corp. болып құрылды. 1988 жылы компания жекешелендіріліп NOVA Corp-қа сатылды, ол өз кезегінде 1990 жылы Polysar Rubber-ді Германияның Bayer AG компаниясына сатты. 2005 жылы Bayer AG химиялық бөлімшелерін, соның ішінде Сарниядағы көп бөлігін бөліп шығарып, LANXESS AG компаниясын құрды, ол да Германияда орналасқан. Жоғары молекулалық салмағы бар (100 000–400 000 немесе одан да көп) PIB гомополимерлері полиолефин эластомерлері болып табылады: кең температуралық диапазонда берікке созылатын, каучук сияқты материалдар; олардың тығыздығы төмен (0,913–0,920), өткізгіштігі төмен және электрлік қасиеттері өте жақсы. 1950-1960 жылдары галогенделген бутил каучугі (галобутил) жасалды, оның хлорланған (хлоробутил) және бромдалған (бромбутил) түрлері айқын жоғарырақ керіну жылдамдығын қамтамасыз етеді және табиғи каучук және стирол-бутадиен каучугі сияқты басқа каучуктермен бірге вулканизациялауға мүмкіндік береді. Бүгінде галобутил түтіксіз шиналардың ішкі қабаттары үшін ең маңызды материал болып табылады. Франсис П. Болдуин осы жетістіктері үшін 1979 жылы Чарльз Гудиер медалімен марапатталды. 2013 жылдың көктемінде Англия арнасында болған екі оқиға, олардың байланысты болғаны күдіктелді, Ұлыбританияның теңіз қоршағанының «ондаған жылдар бойы» ең нашар ластануы деп сипатталды. RSPB бағалауынша, химиялық заттардан 2600-ден астам теңіз құсы қаза тапты, ал жүздеген құстар құтқарылып, залалсыздандырылды.

Отын және майлаушы қоспа

Полиизобутиленді малейлік ангидридпен реакцияға түсіріп, полиизобутенилсукциндік ангидрид (PIBSA) алуға болады, одан кейін әртүрлі этиленаминдермен реакцияға түсіріп полиизобутенилсукцинимидтерге (PIBSI) айналдыруға болады. Майлау майлары мен мотор отындарында қоспа ретінде қолданғанда, олар май немесе отын қасиеттеріне маңызды әсер етеді. Механикалық өңдеуде қолданылатын майлау майларына шағын мөлшерде полиизобутилен қосылса, май тұманының пайда болуы айтарлықтай төмендейді, соның салдарынан оператордың май тұманын жұту қаупі азаяды. Ол сондай-ақ суға түскен мұнайдың таралуын тазалау үшін, Elastol коммерциялық өнімінің құрамында қолданылады. Шикі мұнайға қосылғанда, тартылғанда майдың вискоэластикалық қасиеттерін арттырады, бұл майды су бетінен сорғанда ыдырауға қарсы тұруға мүмкіндік береді. Отынға қосымша ретінде полиизобутилен жуу қасиеттерін көрсетеді. Дизель отынына қосылғанда, отын инжекторларының ластануына қарсы тұрады, нәтижесінде көмірсутектер мен бөлшектік шығарылымдар азаяды. Ол басқа жуғыш заттар мен қоспалармен араластырылып, "жуғыш пакет" құралады, ол бензин мен дизель отынына шөгінділердің пайда болуын және қозғалтқыштың соққысын болдырмау үшін қосылады. Полиизобутилен кейбір құралымдарда қоюлантқыш ретінде қолданылады.

Жарылғыш заттар

Полиизобутиленді жарылғыш заттар индустриясы көбінесе C4 сияқты пластикалық жарылғыш заттарда байланыстырушы зат ретінде қолданады. Полиизобутилен байлаушысы қолданылу себебі, ол жарылғыш затты кездейсоқ жарылуға төзімді етеді, сондай-ақ оны өңдеу мен қалыптауды жеңілдетеді.

Дауыс берушілер және дыбыс жабдықтары

Бутил резинасы көбінесе динамиктерде, әсіресе шеттерінде қолданылады. Көбіктің тозуына байланысты, оны көбік шеттерінің орнына пайдалануды бастады. Көбінесе заманауи динамиктерде бутил резинасы қолданылады, ал көне динамиктерде көбік қолданылады.

Спорттық жабдықтар

Бутил резинасы спорттық доптардың (мысалы, регби, футбол, баскетбол, нетбол) ішкі камераларын жасауға, сондай-ақ велосипедтің ішкі түтіктерін жасауға қолданылады, бұл берік, ауа өткізбейтін ішкі кеңістікті қамтамасыз етеді.

Ылғалдандыру және шатыр жөндеу

Бутил каучугінен жасалған герметик ылғалға қарсы жабын ретінде, каучукті шатырларды жөндеуге және шатыр мембраналарын күтіп ұстауға (әсіресе жиектерінде) қолданылады. Шатыр мембранасын бекіту маңызды, себебі көптеген жабдықтар (мысалы, кондиционерлердің желдеткіштері, сантехника және басқа да құбырлар) оны айтарлықтай босатуы мүмкін. Каучуктік шатырлар әдетте этиленпропилендиен мономерлерінен (EPDM каучугі) жасалған шатыр материалдарының нақты бір түрін білдіреді. Мұндай шатырлардың қауіпсіздігі үшін күтім кезінде қатал абразивті материалдар мен мұнай өнімдеріне негіделген еріткіштерді пайдаланудан сақтану өте қажет. Бутил каучугімен байланыстырылған полиэстер матасы бір жақты су өткізбейтін таспаны қамтамасыз етеді, оны металл, ПВХ және цементтік біріктірулерде қолдануға болады. Ол металл шатырларды жөндеуге және су өткізбеуге пайдаланылады.

Газ маскалары және химиялық агенттерден қорғау

Бутил каучугі химиялық соғыс агенттері мен залалсыздандыру материалдарының әсеріне ұшырағанда ең төзімді эластомерлердің бірі болып табылады. Ол табиғи каучук немесе силикон сияқты басқа эластомерлерге қарағанда қаттырақ және аз кеуекті материал, бірақ ауа өткізбейтін тығыз жабысқа жасау үшін жеткілікті серпімділікке ие. Бутил каучугі NH3 (аммиак) немесе белгілі бір еріткіштер сияқты заттарға ұшырағанда бұзылады, бірақ басқа эластомерлерге қарағанда бұл процесс баяу жүреді. Сондықтан, ол газ маскалары мен басқа да қорғаныш киімдерінде тығыздау үшін қолданылады.

Фармацевтикалық тығындар

Бутил және бромбутил каучуктары дәрілік құтылар мен бөтелкелерді тығыздауға арналған резеңке тығындарды жасауда кеңінен қолданылады.

Сағыз

Қазіргі заманғы шайнама жеуге арналған жегуші құмның негізгі құрамы ретінде тағамдық бутил каучугі қолданылады, ол құмның серпімділігіне ғана емес, сонымен қатар оған жабысқақ, қиын кетіп жататын қасиет береді, бұл кейбір муниципалитеттерді оны алып тастауға кеткен шығындарды өтеу үшін салық салуды ұсынуға әкеп соқты. Қайта өңделген шайнама жеуге арналған жегуші құм полиизобутиленді қайта алудың көзі ретінде де пайдаланылды. Бұл негізгі каучуктан басқа да көптеген өнімдер жасалды, мысалы, кофе тостағандары және "Gumdrop" жегуші құм жинағыш урналары. Урналар толған соң, олар мен ішіндегілер бірге ұсатылып, қайта өңделеді.

Түйіндер

Газдың таралуына жоғары төзімділігі болғандықтан, бутил резинасы және галогенделген резина пневматикалық түтіксіз шиналардың ішкі қабатында, сондай-ақ ескі шиналардың ішкі камерасында қолданылады.

Изоляциялық терезелер

Полиизобутилен коммерциялық және тұрғын үйлер салудағы екі қабатты әйнекте негізгі тығыздағыш ретінде қолданылады, бұл блокқа ауа мен ылғал өткізбеуді қамтамасыз етеді.